CH650846A5 - Ventil fuer eine druckmittelpumpe. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil gemäss dem Oberbegriff zudem ein eventuell auftretender Verschleiss auf eine optimal des Patentanspruches 1. 50 grosse Fläche verteilt wird.

Ein Saugventil wird in einer Hydraulikpumpe üblicher- Eine weitere, zweckmässige Ausführungsform der Erfin-weise durch den Ansaugdruck selbsttätig gesteuert. Bei einer dung geht aus Anspruch 5 hervor. Der Schliesskörper wird bekannten Bauart ist ein hülsenförmiger Einsatz vorgesehen, auf diese Weise besonders gestaltfest und trotzdem leicht, so der einen Durchgang für das Druckmittel umgibt und einen dass das Ventil auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten einkreisringförmigen, planen Ventilsitz bildet, der zum Auflie- 55 wandfrei arbeitet und nicht auf den Ventilsitz schlägt. Ein gen einer ebenen Flachseite des scheibenförmigen Schliess- scheibenartiger Schliesskörper mit kugeliger Sitzfläche wird körpers dient. Der Schliesskörper wird von einer Feder bela- besonders gut umströmt.

stet, die ihn auf den Ventilsitz aufdrückt, wenn im Durchgang Eine weitere, zweckmässige Ausführungsform der Erfin-

kein nennenswerter Druck herrscht. Bei einem noch neuen dung geht aus Anspruch 6 hervor. Mit dieser Gestaltungs-

Saugventil dieser Bauart ist trotz der Feinstbearbeitung der 60 massnahme wird eine günstig grosse Sitzfläche für den zusammenarbeitenden Flächen zunächst noch eine Rauhig- Schliesskörper erzielt. Trotzdem ist seine Gesamtmasse und keit vorhanden, die sich erst mit zunehmenderBetriebsdauer damit sein Gewicht gering. Die Topfform der Unterseite des verliert. Die zusammenwirkenden Flächen schlagen sich so- Schliesskörpers führt zusätzlich dazu, dass das anstehende zusagen gegenseitig glatt. Wenn das Saugventil dann einge- Druckmittel nach anfänglichem Abheben des Schliesskörpers laufen ist, tritt jedoch im Leerlauf der Pumpe ein deutlich hör- 65 das Ventil leicht und rasch vollständig öffnen kann.

bares, unangenehmes Geräusch auf. Dieses metallische Ge- Eine weitere, zweckmässige Ausführungsform eines Ven-

räusch verschwindet wieder, sobald die Pumpe unter Last ar- tils, bei dem ein den Ventilsitz mit Abstand umgebender Kä-beitet. Es täuscht dieses Leerlaufgeräusch einen mechanischen fig vorgesehen ist, der die den Schliesskörper belastende Fe-

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der abstützt, lässt sich aus Anspruch 7 entnehmen. Diese Aus- die Breite b des Ventilsitzes 4. Die Erzeugende des Ventilsitzes führung führt zu einer losen Führung bei der Bewegung des 4 tangiert in der in der rechten Hälfte der Fig. 1 gezeigten Schliesskörpers, was unter bestimmten Betriebsbedingungen Schliessstellung die Sitzfläche 11, so dass sich eine kreislinienwünschenswert ist. Zudem gestattet der Fortsatz einen gleich- förmige Berührungszone zwischen den beiden Teilen ergibt, massigen Kraftangriff der Ventilfeder. 5 in deren der Durchgang abgesperrt ist.

Eine weitere, zweckmässige Ausführungsform der Erfin- Der Körper 3 ist in einer Stufenbohrung 12 der Gehäusedung geht aus Anspruch 8 hervor. Diese Gestaltungsmass- wand 2 eingesetzt und durch Verstemmen im Bereich 18 lage-nahme verbessert das Durchströmungsverhalten des Ventils. gesichert. Er hält gleichzeitig einen Flansch 17 eines Käfigs 14 Im übrigen werden bei sämtlichen Ausführungsformen der in der Bohrung 12 fest, der zur Abstützung einer Ventilfeder Erfindung durch die Gestaltung der Sitzfläche und des Ventil- i016 dient, die gegen die Oberfläche 9 des Schliesskörpers 7 sitzes die Strömungsverhältnisse im Ventil erheblich verbes- drückt und diesen in seine Schliessstellung zu drängen sucht, sert. Bei herkömmlichen Ventilen mit scheibenförmigen Auf der Oberfläche 9 ist ein zapfenartiger Fortsatz 13 an-Schliesskörpern traten beim anfänglichen Öffnen des Ventils geordnet, der mit radialem Spiel durch eine Führungsöffnung und auch in der vollen Offenstellung erhebliche Turbulenzen 15 des Käfigs 14 ragt, so dass eine lose Führung des Schliess-an den scharfen Kanten des Ventilsitzes und bei der Umströ- 15 körpers bewirkt wird.

mung des Schliesskörpers auf, die nicht nur einen Energiever- In der linken Hälfte von Fig. 1 ist das Ventil 1 in seiner Of-

lust sondern auch zusätzliche verschleissfördernde Belastun- fenstellung dargestellt, in der der Druck im Durchgang 5 den gen an den Ventilelementen bedingten (Kavitation). Schliesskörper 7 mit seiner Sitzfläche 11 vom Ventilsitz 4 so

Schliesslich geht ein weiterer wichtiger Gedanke der Erfin- abgehoben hat, dass das Druckmittel in die Bohrung 12 und dung aus Anspruch 9 hervor. Das erfindungsgemässe Ventil 20 dann weiterfliessen kann. Zu diesem Zweck ist der Käfig mit lässt sich nämlich ohne nennenswerte Modifikation auch als Durchbrüchen versehen, die in der Zeichnung nicht darge-

Druckventil einbauen. Das vereinfacht und verbilligt die Her- stellt sind.

Stellung sowie die Montage der Pumpe, da zumindest gleiche Die Berührungszone zwischen dem Schliesskörper und

Schliesskörper für die Saug- und Druckventile benützt dem Ventilsitz wird auch dann eine Kreisbogenlinie sein,

werden. 25 wenn der Schliesskörper 7 sich gegenüber der gezeichneten

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend Stellung geringfügig schrägstellt.

anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt In Fig. 2 ist ein Saugventil 20 in abgeänderter Ausfüh-

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Saugventil, rechts in rungsform im Querschnitt dargestellt. Es ist allerdings in um-

der Schliessstellung, links in der Offenstellung, und gekehrter Einbaulage in die Gehäusewand 2 der Hydraulik-

Fig. 2 einen Querschnitt einer abgeänderten Ausführungs- 30 pumpe eingesetzt, so dass es als Druckventil dient. Die rechte form, die als Druckventil dient. Hälfte von Fig. 2 deutet die Schliessung; die linke Hälfte die

Ein Saugventil 1 ist in einer Gehäusewand 2 einer nicht Offenstellung an. Ein durch Verstemmen in der Gehäusenäher dargestellten Hydraulikpumpe angeordnet. Ein hülsen- wand 2 festgelegter, hülsenförmiger Körper 21 verlängert eiförmiger Körper 3 umgibt einen Durchgang 5 für ein Druck- nen Durchgang 30 und weitet sich zu einem Ventilsitz 23 in ei-mittel. Der Körper 3 ist in einem Teil seiner Längserstreckung 35 nem Bereich 32 kegelförmig aus. Der Ventilsitz 23 ist Teil ei-kegelförmig aufgeweitet (Bereich 6) und endet im Inneren des nes Kegelmantels mit einem Kegelwinkel von weniger als 90°. Ventils 1 mit einem Ventilsitz 4. Der Ventilsitz 4 ist ringför- Auf den Ventilsitz 23 ist ein scheibenförmiger Schliesskörper mig und Teil eines Kegelmantels, dessen Kegelspitze im 24 mit seiner am Scheibenumfang liegenden Sitzfläche 25 aufDurchgang 5 liegt. setzbar, die Teil eines Kugelmantels ist. Der Schliesskörper 24

Dem Ventilsitz 4 ist ein Schliesskörper 7 mit pilzförmiger 40 besitzt einen zapfenartigen Fortsatz 26, der durch eine Òff-

Gestalt zugeordnet, der eine plane Oberfläche 8 und eine dazu nung 28 eines Käfigs 27 greift, so dass der Schliesskörper 24

parallele Oberfläche 9 besitzt. Die Oberfläche 8 wird von ei- vom Käfig 27 lose geführt wird. Die Schliessfeder 16 belastet nem umlaufenden und hochstehenden Rand 10 umgeben. den Schliesskörper 24 in Richtung auf den Ventilsitz 23 hin.

Der Schliesskörper 7 besitzt seine Sitzfläche 11 am Aussen- Der Käfig 27 ist durch Einpressen in einen Sitz in der Gehäu-

umfang des scheibenförmigen Teiles des Pilzes, welche Teil ei- 45 sewand 2 lagegesichert. In der linken Hälfte der Fig. 2 ist er-

nes Kugelmantels ist, dessen gedachter Mittelpunkt in der kannbar, wie der Schliesskörper 24 vom Druck im Durch-

Kegelmittelachse des Kegelmantels des Ventilsitzes 4 liegt. gang 30 abgehoben ist und eine Strömung durch den Ventil-

Die Breite B der Sitzfläche 11 ist drei- bis viermal so breit wie sitz 23 zulässt.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

650 846 2 PATENTANSPRÜCHE Defekt der Pumpe vor, wodurch der die Pumpe Benützende

1. Ventil für eine Druckmittelpumpe, insbesondere für verunsichert wird. Er wechselt das Saugventil aus, obwohl eine Hochdruck-Hydraulikpumpe, mit einem einen Durch- dieses noch voll funktionsfähig ist. Wenn er andererseits nach gang (5; 30) umgebenden, ringförmigen Ventilsitz (4; 23), auf einer entsprechenden Information seitens des Herstellers die dem in der Schliessstellung ein federbelasteter scheibenförmi- 5 Pumpe noch weiter betreibt und die Geräuschentwicklung ger Schliesskörper (7; 24) mit einer ringförmigen Sitzfläche ignoriert, besteht die Gefahr, dass er das Auftreten eines tataufliegt, der vom Druck des Druckmittels im Durchgang sächlichen mechanischen Defekts im Inneren der Pumpe selbsttätig vom Ventilsitz abhebbar ist, dadurch gekennzeich- übersieht.

net, dass die Sitzfläche (11 ; 25) des Schliesskörpers (7; 24) an Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der seinem Umfang und als Teil eines Kugelmantels und der Ven- 10 eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass es tilsitz (4; 23) als Teil eines Kegelmantels oder im Querschnitt über seine gesamte Lebensdauer geräuschlos arbeitet.

konvex gekrümmt ausgebildet ist. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale der Kegelwinkel (a)des Ventilsitzes (4;23) 90° oder weniger gelöst.

beträgt. 15 Bei dieser Ausbildung ergibt sich eine kreislinienförmige

3. Ventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge- Berührungslinie zwischen dem Schliesskörper und dem Ven-kennzeichnet, dass der Mittelpunkt des Kugelmantels in der tilsitz, die auch nach langer Betriebsdauer und eingelaufenem Mittelachse des Kegelmantels hegt. Ventil erhalten bleibt. Selbst wenn sich der Schliesskörper in-

4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- folge der turbulenten Umströmung durch das Druckmittel kennzeichnet, dass die Breite (B) der Sitzfläche (11; 25) dem 2o einmal gegenüber dem Ventilsitz schrägstellen sollte, bleibt Dreifachen bis Vierfachen der Breite (b) des Ventilsitzes (4; eine kreislinienförmige Berührungszone, da die Sitzfläche Teil 23) entspricht. eines Kugelmantels ist, der stets mit dem gleichen Kreisdurch-

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- messer den Ventilsitz berührt. Überraschenderweise tritt bei kennzeichnet, dass der Schliesskörper (7) eine scheibenartige dem erfindungsgemässen Ventil kein Leerlaufgeräusch mehr Gestalt mit zueinander parallelen Oberflächen (8,9) besitzt. 25 auf. Bei den bekannten Saugventilen prägte sich nach länge-

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass rer Gebrauchsdauer der Ventilsitz in die Sitzfläche des zumindest die dem Durchgang (5) zugewandte Oberfläche (8) Schliesskörpers ein. Dieser Nachteil wird bei der erfindungs-des Schliesskörpers (7) von einem umlaufenden Rand (10) gemässen Ausbildung ebenfalls beseitigt, da die zusammenar-umgeben ist, dessen Aussenumfang kugelig gestaltet ist. behenden Flächen stets stumpf aufeinandertreffen und keine

7. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein 30 Kanten vorhanden sind, die sich aufgrund der Kerbwirkung den Ventilsitz mit Abstand umgebender Käfig vorgesehen ist, eingraben oder einschlagen könnten. Ein mechanischer Ver-der die den Schliesskörper belastende Feder (16) abstützt, da- schleiss der zusammenarbeitenden Flächen lässt sich natür-durch gekennzeichnet, dass der Schliesskörper (7) pilzförmig lieh nicht ausschliessen, jedoch wird dieser Verschleiss so ausgebildet ist und mit einem an seiner dem Durchgang (5) gleichmässig auf den Ventilsitz und die Sitzfläche verteilt, abgewandten Oberfläche (9) angeordneten Fortsatz (13) lose 35 dass keine Einprägung, Riefen oder sonstige Unebenheiten durch eine Führungsöffnung (15) im Käfig (14) greift. entstehen.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- Eine zweckmässige Ausführungsform der Erfindung geht kennzeichnet, dass der Durchgang (5; 30) über einen Teil sei- aus Anspruch 2 hervor. Bei solchen Kegelwinkeln des Ventilner zum Ventilsitz (4; 23) reichenden Längserstreckung kegel- sitzes ergibt sich in der Schliessstellung eine besonders gute förmig aufgeweitet ist. 40 Dichtwirkung.

9. Verwendung des Ventils nach den Ansprüchen 1 bis 8 Eine weitere, zweckmässige Ausführungsform der Erfin-als Saugventil in einer ersten Einbaulage mit Bezug auf eine dung geht aus Anspruch 3 hervor. Mit dieser Massnahme Hochdruck-Hydraulikpumpe und als Druckventil in gegen- wird sichergestellt, dass auch bei einem gekippten Schliess-über der ersten Lage umgekehrten Einbaulage mit Bezug auf körper eine einwandfreie Dichtwirkung eintritt.

die Hochdruck-Hydraulikpumpe. 45 Eine weitere, zweckmässige Ausführungsform der Erfindung geht aus Anspruch 4 hervor. Dieses Breitenverhältnis stellt sicher, dass auch bei extrem gekipptem Schliesskörper keine scharfen Kanten aufeinandertreffen können, und dass